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歐金成，歐世樂，林德杰，彭備戰(zhàn)

◆  概述
新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)正以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，它具有適應(yīng)性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通常可以把這樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。監(jiān)控層的硬件以工業(yè)級的微型計算機和工作站為主，目前更趨向于工業(yè)微機。
組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式（而不是編程方式）提供良好的用戶開發(fā)界面和簡捷的使用方法，其預(yù)設(shè)置的各種軟件模塊可以非常容易地實現(xiàn)和完成監(jiān)控層的各項功能，并能同時支持各種硬件廠家的計算機和I/O設(shè)備，與高可靠的工控計算機和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，進行系統(tǒng)集成。目前世界上有不少專業(yè)廠商包括專業(yè)軟件公司和硬件/系統(tǒng)廠商生產(chǎn)和提供各種組態(tài)軟件產(chǎn)品。
◆  組態(tài)軟件現(xiàn)狀
目前中國市場上的組態(tài)軟件產(chǎn)品按廠商可大致劃分為三類，即國外專業(yè)軟件廠商提供的產(chǎn)品，國外硬件或系統(tǒng)廠商提供的產(chǎn)品，以及國內(nèi)自行開發(fā)的國產(chǎn)化產(chǎn)品。從近幾年的調(diào)查結(jié)果來看，國內(nèi)組態(tài)軟件市場大部分份額仍被國外幾家組態(tài)軟件占據(jù)，如：FIX、InTouch等。這些“洋軟件”在功能完備性、產(chǎn)品包裝、市場推廣等方面具有一定優(yōu)勢，但并非所有方面都盡善盡美。
―  美國Wonderware公司的InTouch InTouch堪稱組態(tài)軟件的“鼻祖”，率先推出的16位Windows環(huán)境下的組態(tài)軟件，在國際上曾得到較高的市場占有率。InTouch軟件的圖形功能比較豐富，使用較方便，但控制功能較弱。其I/O硬件驅(qū)動豐富，但只是使用DDE連接方式，實時性較差而且驅(qū)動程序需單獨購買。它的5.6版（16位）很穩(wěn)定，在中國市場也普遍受到好評。7.0版（32位）在網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)管理方面有所加強，并實現(xiàn)了實時關(guān)系數(shù)據(jù)庫，但其實只是在SQL Server上增加了數(shù)據(jù)傳輸插件。在32位Windows環(huán)境下，InTouch已受到其他產(chǎn)品的猛烈沖擊。
―  美國Intellution公司的FIX FIX產(chǎn)品系列較全，包括DOS版、16位Windows版、32位Windows版、OS/2版和其他一些版本，功能較InTouch強，但實時性仍欠缺，總體技術(shù)一般。其I/O硬件驅(qū)動豐富，只是驅(qū)動程序也需單獨購買。最新推出的iFIX是全新模式的組態(tài)軟件，思想和體系結(jié)構(gòu)都比較新，提供的功能也較為完整。但也許過于“龐大”和“臃腫”，對系統(tǒng)資源耗費巨大，用戶最為明顯的感受就是“緩慢”，提供的許多“大而全”的功能對于中國用戶也并不適用。而且經(jīng)常受Windows操作系統(tǒng)影響而導(dǎo)致不穩(wěn)定。
―  澳大利亞CIT公司的Citect Citect是組態(tài)軟件中的后起之秀，在世界范圍內(nèi)擴展得很快。Citect產(chǎn)品包括16位和32位Windows版，它的計算機味道很濃，與其他軟件有很多不同的地方，界面部分很漂亮，很吸引人，但使用的方便性和圖形功能不及InTouch，且版本升級較慢，一直沒有很大的體系改變。其控制算法比較好，I/O硬件驅(qū)動相對比較少，但大部分驅(qū)動程序可隨軟件包提供給用戶。
―  德國西門子公司的WinCC 新版軟件有了很大進步，但體系結(jié)構(gòu)還是比較老的思想，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)管理方面要比iFIX差，但也屬于比較先進的產(chǎn)品之一。西門子似乎僅是想把這個產(chǎn)品當(dāng)作其硬件的陪襯，對第三方硬件的支持也不熱衷，若選用西門子硬件，能免費得到WinCC，所以對于使用其他硬件的用戶，不是個好選擇。
―  美國T.A.Engineering公司的AIMAX AIMAX也提供了16位和32位Windows下的不同版本。其3.5版（16位）在國內(nèi)曾形成一批用戶。AIMAX的圖形組態(tài)方式比較直觀，但提供的功能較少。
中國市場常見的其他國外專業(yè)軟件公司的組態(tài)軟件產(chǎn)品還有原美國Heuristics公司的ONSOPEC，原美國Intec Control公司的PARAGON，美國Iconics公司的Genesis，以色列PC SOFT公司的WIZCON以及美國U.S.Data公司的Factory Link等。然而這些產(chǎn)品由于種種原因，目前所占有的市場份額相對都比較小。近年來一些國外著名硬件或系統(tǒng)廠商推出了日趨成熟的組態(tài)軟件產(chǎn)品，如美國GE公司的Cimplicity，美國AB公司（Rockwell自動化）的RSView。這些組態(tài)軟件一改過去僅為其本身硬件配套的OEM形式，通過大力加強對其他硬件產(chǎn)品的驅(qū)動支持和軟件內(nèi)部的各種功能，而發(fā)展成為專業(yè)化的通用組態(tài)軟件。如美國GE公司成立了近百人的專門軟件部門，已將其Cimplicity開發(fā)成為通用組態(tài)軟件產(chǎn)品，尤其加強了服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)冗余和管理層方面的功能，適應(yīng)了潮流，加之隨軟件提供各種驅(qū)動程序，在國際市場上也獲得了一定的市場份額。但Cimplicity也好，RSView也罷，都不算有很突出的特點，版本升級也太慢。
國產(chǎn)化的組態(tài)軟件產(chǎn)品也正在成為市場上的一支生力軍，近年來已有一定影響力的產(chǎn)品有組態(tài)王、SYNALL、MCGS、天工、ControlX、虎翼、力控等。國內(nèi)有不少單位，如一些高校、研究所、公司，甚至一些個人正在積極地搞組態(tài)軟件產(chǎn)品的開發(fā)。國產(chǎn)化的組態(tài)軟件具有較強的價格競爭優(yōu)勢，但總的來講，由于資金來源缺乏，軟件工程的組織薄弱，因此軟件商品化的程度還比較差。目前國產(chǎn)化組態(tài)軟件主要應(yīng)用于一些小型的、非重要性的項目中。下面列舉并介紹一些有代表性的國內(nèi)組態(tài)軟件。
―  北京亞控公司的組態(tài)王 組態(tài)王是國內(nèi)較早出現(xiàn)的組態(tài)軟件產(chǎn)品之一。早期的組態(tài)王仿照InTouch，只是個人機接口，到了5.1版本，在數(shù)據(jù)管理和開放性方面有了一些改進。但體系結(jié)構(gòu)卻沒有實質(zhì)性地突破。沒有擺脫早期形成的不合理的程序構(gòu)架。其網(wǎng)絡(luò)功能較為薄弱，支持不了真正意義上的分布式系統(tǒng)。6系列版本的結(jié)構(gòu)從廣告宣傳上看應(yīng)該很不錯。
―  北京昆侖通態(tài)公司MCGS 其思想比較獨特，屬于很另類的產(chǎn)品，有很多特殊的概念和使用方式。
―  SYNALL是獨特的產(chǎn)品，但使用起來有點別扭，網(wǎng)絡(luò)方面有獨到之處，但效率和穩(wěn)定性還有待提高。
―  哈爾濱華富公司的ControX2000是比較新的組態(tài)軟件 其產(chǎn)品體系結(jié)構(gòu)非常象iFIX，界面漂亮，使用起來也比較方便，有許多自己的特色。但從它DEMO版運行效果來看，執(zhí)行代碼的運行效率不是很高，特別是圖形處理環(huán)節(jié)，似乎有些缺陷。DEMO運行也不十分穩(wěn)定。用一些分析工具觀察其執(zhí)行的結(jié)構(gòu)，感覺其程序結(jié)構(gòu)設(shè)計不十分合理，代碼重用率低。
―  大慶三維公司的ForceControl（力控）是國內(nèi)較早出現(xiàn)的組態(tài)軟件之一 早期力控一直沒有作為正式商品廣泛推廣，所以并不為大多數(shù)人所知。1993年，力控就已形成了他的第一個版本，只是那時他還是一個基于DOS和VMS的版本。后來隨著Windows3.1的流行，又開發(fā)出了16位Windows版。但直至Windows95版本的力控誕生之前，他主要被用于公司內(nèi)部的一些工程項目。32位Windows下的1.0版的力控，在體系結(jié)構(gòu)上就已經(jīng)具備了較為明顯的先進性，其最大的特征之一就是其基于真正意義的分布式實時數(shù)據(jù)庫的三層結(jié)構(gòu)，而且其實時數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)為可組態(tài)的“活結(jié)構(gòu)”。這些特點顯然是受了如Apecs、InfoPlus等先進的大型控制軟件的影響。但1.0版的力控尚存在明顯的不足，如：I/O驅(qū)動較少，界面和產(chǎn)品包裝不夠美觀等。在1999~2000年期間，力控得到了長足的發(fā)展，最新推出的2.0版在功能的豐富性、易用性、開放性和I/O驅(qū)動數(shù)量等方面，都得到了很大的提高。在很多環(huán)節(jié)的設(shè)計上，力控都能從國內(nèi)用戶的角度出發(fā)，既注重實用性，又不失大軟件的風(fēng)范。另外，該公司在產(chǎn)品的培訓(xùn)、用戶技術(shù)支持等方面投入了大量人力，相信在較短的時間內(nèi)，力控軟件產(chǎn)品將在工控軟件界形成巨大沖擊。
目前進入市場的組態(tài)軟件僅有一二十個主要品牌，但有能力進入組態(tài)軟件市場的公司估計在幾十個。其中硬件廠商的組態(tài)軟件產(chǎn)品目前在中國市場占有的份額也不容忽視，它們不但在對本公司硬件產(chǎn)品的集成配套方面具有優(yōu)勢，而且正在打入與其他廠家硬件產(chǎn)品集成的市場。一些原DCS的系統(tǒng)廠商，如Rosemount，Honeywell等公司也陸續(xù)推出了新型的、更開放的控制系統(tǒng)以及現(xiàn)場總線產(chǎn)品，并配以“開放的”組態(tài)軟件。其中國內(nèi)已有一定規(guī)模軟件同時有能力（包括技術(shù)實力、資金實力）快速進入組態(tài)軟件市場的不會少于十家。如幾大國內(nèi)DCS系統(tǒng)商：浙大中控、北京和利時、浙江威盛、北京金穗等；另外幾大電力系統(tǒng)商：南京南瑞、山東大學(xué)積成電子、山東煙臺東方電子，四川聯(lián)合大學(xué)等；其它大型系統(tǒng)集成商：清華同方、清華紫光、天津儀表等。由于這些公司均有很強的技術(shù)實力和豐富的工程經(jīng)驗、業(yè)績，市場影響力和認同程度較高，不少公司均有上市公司的背景，資金充足，一旦組態(tài)軟件市場進入高利潤的成熟銷售期，這些公司估計會對組態(tài)軟件市場有一定的響應(yīng)。其軟件雖然是整個控制系統(tǒng)的配套軟件，但都接近通用組態(tài)軟件，不用付出太大的代價就可以進入市場，因此應(yīng)該說這些公司是組態(tài)軟件商第一梯隊最大的潛在競爭者。從目前來看，這些組態(tài)軟件的開放性還主要是面對管理層，對下面的控制一般仍只針對本公司產(chǎn)品，因此不能稱為通用組態(tài)軟件，這些專門的組態(tài)軟件都有很強的儀控特色，且價格不菲。
◆  組態(tài)軟件的特點和市場分布
組態(tài)軟件有著工業(yè)產(chǎn)品和軟件產(chǎn)品的共同特點。由于需要在工業(yè)現(xiàn)場使用，可靠性始終被列為第一位，工程業(yè)績成為衡量軟件的決定性因素。同時由于工業(yè)現(xiàn)場檢驗認同的時間一般較長，因此一個組態(tài)軟件被市場認可需要一個較長的過程。由于組態(tài)軟件不同于一般的工業(yè)產(chǎn)品，它的擴散性極強，地域限制小，加上新產(chǎn)品漫長的市場認同期，一旦產(chǎn)品市場成熟，成長極其迅速，極容易形成市場壟斷局面。目前組態(tài)軟件市場基本分布在系統(tǒng)集成（含生產(chǎn)線技術(shù)改造）、產(chǎn)品成套配套的部分。市場基本集中在系統(tǒng)集成，大多用于中小工程的上位機監(jiān)控。產(chǎn)品成套配套市場部分根據(jù)產(chǎn)品的不同可分為控制類產(chǎn)品和非控制類產(chǎn)品兩大類。控制類產(chǎn)品指與目前在市場銷售的DCS、PLC、儀表產(chǎn)品配套等。這種模式與系統(tǒng)集成市場不同的是，軟件直接與控制產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家配套，大部分屬于OEM方式。由于國產(chǎn)組態(tài)軟件的低價格和本土化，對低價位產(chǎn)品的國內(nèi)或國外廠商均有極大吸引力。非控制類產(chǎn)品指與成套設(shè)備如鍋爐、冷凍機、小區(qū)系統(tǒng)等進行控制配套。隨著嵌入式計算機控制系統(tǒng)的成熟和不斷降價，尤其是大容量電子盤、內(nèi)存價格的大幅度下跌和WINDOWS CE的上市，長期困擾嵌入式計算機控制系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸已被打破。該系統(tǒng)在產(chǎn)品成套市場將會有一個巨大的發(fā)展。目前計算機化控制對工業(yè)產(chǎn)品品質(zhì)、檔次有著決定性的影響。由于組態(tài)軟件使用簡便，對產(chǎn)品開發(fā)人員要求不高，對目前國內(nèi)高級軟件人員極其匱乏的產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)有著巨大的吸引力。這部分市場單個軟件的價格較低，但由于產(chǎn)品市場巨大的數(shù)量和穩(wěn)定的需求，其總體利潤應(yīng)該大于系統(tǒng)集成市場。目前，還有一個市場處于啟蒙階段，如果啟動，可能會迅速發(fā)展，即電教市場，利用組態(tài)軟件組成各種教育軟件。現(xiàn)在國內(nèi)各中高等院校（包括中專）電教均較發(fā)達，但由于每個教師的教學(xué)風(fēng)格不同，統(tǒng)一的教育軟件并不一定適用于所有教師。利用組態(tài)軟件組成符合各自教育風(fēng)格的各種演示對各教師會有較大的吸引力。由于組態(tài)軟件使用的簡便性，對計算機水平不高的非計算機專業(yè)教師和院校將是很好的促進。尤其對于工科院校，長期以來對控制原理、電路原理、力學(xué)原理等需要形象教學(xué)的科目由于實驗室條件限制大多數(shù)仍停留在文字教學(xué)階段。由于國內(nèi)存在幾千家院校，電教市場是一個不容忽略的市場。
◆  組態(tài)軟件市場趨勢及展望
―  市場趨勢 當(dāng)前，計算機的發(fā)展日新月異，圍繞著工控計算機的自動化集成系統(tǒng)新產(chǎn)品新技術(shù)的推陳出新，組態(tài)軟件將會在其中扮演越來越重要的角色。這幾年我國國有大中型企業(yè)的改制不斷深化，傳統(tǒng)基礎(chǔ)工業(yè)的自動化改造步伐會繼續(xù)加快，給組態(tài)軟件帶來了新的市場空間，不難預(yù)測，最近幾年中國的組態(tài)軟件市場仍會以較快的速度發(fā)展。隨著國內(nèi)工業(yè)控制系統(tǒng)中計算機系統(tǒng)的逐漸成熟和普及，進口軟件的缺點逐漸顯露：價格昂貴、非中文界面、技術(shù)服務(wù)困難等。隨著國內(nèi)組態(tài)軟件的逐漸成熟，被用戶認可，同時工程公司高級軟件人員工資成本的急劇增加，國產(chǎn)組態(tài)軟件以其價格優(yōu)勢，配合完善的服務(wù)，在1999年得到了長足發(fā)展，2000年進入了市場發(fā)展的后期、成熟的前期。預(yù)計國產(chǎn)組態(tài)軟件在目前國內(nèi)加大工業(yè)投資，控制工程數(shù)量劇增的情況下，到了一個黃金發(fā)展時機。與此同時，這個市場必將充滿更加激烈的競爭，現(xiàn)在已有不少廠商正在策劃將組態(tài)軟件產(chǎn)品作為其新的經(jīng)濟增長熱點，準(zhǔn)備大干一場。然而究竟鹿死誰手，市場如何再劃分，對生產(chǎn)供應(yīng)商及其產(chǎn)品都將是一個考驗，以下幾個方面是非常重要的因素。一是技術(shù)：隨著以工業(yè)PC為核心的自動控制集成系統(tǒng)技術(shù)的日趨完善和工程技術(shù)人員使用組態(tài)軟件水平的不斷提高，用戶對組態(tài)軟件的要求已不再像過去那樣主要側(cè)重畫面，而是要考慮一些實質(zhì)性的應(yīng)用功能，例如軟PLC、過程控制策略、遠程聯(lián)網(wǎng)、冗余等，而且要求組態(tài)操作更加簡便易行。二是投入：市場投入包括各種廣告、宣傳、展示、交流，建立銷售網(wǎng)絡(luò)，涉及人力、物力、智力、財力等方面，只有舍得投入，由此產(chǎn)生品牌效應(yīng)，才容易取得成功，這在當(dāng)前競爭激烈的市場環(huán)境下顯得格外重要。有些很不錯的組態(tài)軟件產(chǎn)品，在技術(shù)性能和功能指標(biāo)上富有特色或處于領(lǐng)先，但就是因為市場投入力度不夠，而不易為用戶熟知和接受，甚至可能被淘汰出局。當(dāng)然，市場投入與實力有關(guān)系，一些大公司的產(chǎn)品，雖然水平泛泛，但市場占有率不低，道理也在其中。三是價格：組態(tài)軟件產(chǎn)品要在中國市場上真正取得成功，能最廣泛地被各種用戶層接受，價格是一個非常重要的因素。總的來說，大部分進口組態(tài)軟件產(chǎn)品的價格對中國大多數(shù)的中小企業(yè)用戶來講顯得偏高，但國外開發(fā)一個商品化軟件產(chǎn)品的成本很高，要降價也決非易事，這就為低價格的國產(chǎn)化組態(tài)軟件進入這樣一個大市場開辟了道路。另外，高價位的進口組態(tài)軟件產(chǎn)品容易產(chǎn)生盜版，嚴(yán)重沖擊正版市場。總之，組態(tài)軟件在中國市場價格得當(dāng)與否，對該產(chǎn)品的占有率影響甚大。四是服務(wù)：組態(tài)軟件技術(shù)含量很高，只有能夠為用戶提供好的支持與服務(wù)的產(chǎn)品及供應(yīng)商，才能坐穩(wěn)市場。通常進口組態(tài)軟件的商品化程度好，用戶資料比較完整，現(xiàn)大多又都有網(wǎng)上支持，用戶不難學(xué)會使用并利用其提供的選件去做一些深層次的開發(fā)，關(guān)健是開始是否能夠和如何指導(dǎo)用戶正確地去做這些工作。國產(chǎn)化組態(tài)軟件由于商品化程度相對較低，售前售后的技術(shù)支持與服務(wù)的難度會大一些，但這些產(chǎn)品有時又能滿足用戶要求從原代碼級進行改進，加強了軟件開發(fā)的組織管理實施，進一步提高了商品化程度，在此基礎(chǔ)上可以為用戶提供更好的服務(wù)。
  發(fā)展方向 組態(tài)軟件和其他工業(yè)控制軟件一樣向大型化和小型化發(fā)展。隨著計算機軟件的發(fā)展，軟件的功能越來越強，迫使工業(yè)組態(tài)軟件隨之發(fā)展。成熟的商用軟件技術(shù)如：高級動畫技術(shù)、分布式運算、大型數(shù)據(jù)庫技術(shù)等逐漸在組態(tài)軟件上得到應(yīng)用。但由于工業(yè)軟件長期運行可靠性的要求，其技術(shù)應(yīng)用均比商用軟件滯后。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件也出現(xiàn)了分布式、網(wǎng)絡(luò)化的趨勢。如組態(tài)軟件直接支持Internet遠程訪問功能已成為一個基本要求。組態(tài)軟件向小型化發(fā)展主要是滿足嵌入式計算機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。組態(tài)軟件的小型化并非意味其功能的弱化，而是對組態(tài)軟件的開發(fā)提出了更高的要求。
◆  結(jié)語
總的來看，組態(tài)軟件市場從1999年后期進入了一個高速增長的時期。國內(nèi)各家組態(tài)軟件公司雖然相互存在差距，但還沒有哪一家形成事實上的壟斷，比起其它許多行業(yè)組態(tài)軟件市場競爭相對要小的多，市場空間也極為廣闊。組態(tài)軟件的市場競爭對用戶來說無疑增加了選擇的機會，在相同條件下，更容易尋求到技術(shù)領(lǐng)先，性價比高，服務(wù)周到的產(chǎn)品和供應(yīng)商。可以預(yù)言，組態(tài)軟件在中國的進一步推廣使用是一件大好事，它將促進我國工業(yè)自動控制技術(shù)的應(yīng)用，并有利于培養(yǎng)和造就一支行業(yè)內(nèi)的高技術(shù)隊伍，由此縮短與發(fā)達國家生產(chǎn)自動化水平的差距，提高我們的工業(yè)生產(chǎn)品的國際市場競爭力。